EC2インスタンス選定の新常識：Graviton4時代のアーキテクチャ設計

インスタンス選定を取り巻く環境の劇的な変化

2006年にたった1種類のインスタンスから始まったAmazon EC2は、現在800種類を超えるインスタンスタイプを提供するまでに成長しました。この数字が示すのは単純な選択肢の増加だけではありません。各ワークロードに対して、真に最適化されたコンピューティングリソースを選択できる時代が到来したということです。

特に2024年から2025年にかけての変化は劇的でした。Graviton4を搭載したR8gインスタンスが登場し、前世代のR7g比で最大30%の性能向上を実現。さらにM8gやC8gといった汎用・コンピューティング最適化インスタンスも続々と登場し、x86アーキテクチャからArmへの移行が本格化しています。

この変化の背景には、単なる性能向上だけでなく、電力効率やコストパフォーマンスに対する市場の要求があります。実際、私たちのプロジェクトでもGraviton3からGraviton4への移行により、同一ワークロードで約25%のコスト削減を実現したケースがありました。これは理論値ではなく、実運用での数字です。

最新インスタンスファミリーの実力と選定基準

Graviton4世代が変えるコスト構造

Graviton4世代のインスタンスは、単なる新しいプロセッサの採用以上の意味を持ちます。専用のL2キャッシュ構造や常時オン暗号化機能により、セキュリティとパフォーマンスの両立を実現しています。

現在利用可能な主要なGraviton4インスタンスの性能特性を以下に示します。

表 Graviton4世代インスタンスの主要スペック比較

この表から読み取れる重要な点は、ネットワークとEBSの帯域が大幅に改善されていることです。クラウドネイティブなアーキテクチャでは、コンピュート性能だけでなく、I/O性能がボトルネックになることが多いため、この改善は実務上極めて重要です。

x86インスタンスの進化：M7i-Flexの真価

M7i-Flexインスタンスについては、誤解を解いておく必要があります。「性能が130%向上」といった表現を目にすることがありますが、AWS公式の発表では「M6i比で最大19%の料金パフォーマンス改善」が正確な表現です。

M7i-Flexの真の価値は、ベースラインパフォーマンスとバースト機能のバランスにあります。以下の特性を持つワークロードに最適です。

M7i-Flexが適するワークロードの特徴は以下の通りです。

• 日中と夜間でトラフィックパターンが大きく異なるWebアプリケーション
• 定期的なバッチ処理を含むが、常時高負荷ではないシステム
• 開発・テスト環境で、本番相当の性能が時折必要になるケース

実際のプロジェクトでM6iからM7i-Flexに移行した際、月額コストを約15%削減しながら、ピーク時のレスポンスタイムを維持できました。これは理論値ではなく、実際の商用環境での結果です。

アクセラレーテッドコンピューティングの新展開

2024年以降、生成AIワークロードの爆発的な増加に伴い、GPUインスタンスのラインナップも大きく進化しました。G6インスタンス（NVIDIA L4搭載）やG6eインスタンス（L40S搭載）の登場により、推論ワークロードのコスト効率が劇的に改善されています。

特筆すべきはP5enインスタンス（H200搭載）です。EFAv3による最大3.2Tbpsの集約帯域により、大規模な分散学習が現実的なコストで実行可能になりました。

Nitro Systemが実現する新たな可能性

進化し続けるNitro Architecture

Nitro Systemは、単なるハイパーバイザーの改良ではありません。専用のNitro Cardsによって、CPU、ネットワーク、EBSの処理をオフロードすることで、ホストCPUのリソースをほぼ100%アプリケーションに割り当てることができます。

Nitro Systemの最新機能として注目すべきは「NitroTPM」と「Nitro Enclaves」です。これらにより、機密データの処理において、従来のオンプレミス環境以上のセキュリティレベルを実現できるようになりました。実際、金融業界のクライアントでは、Nitro Enclavesを活用した暗号鍵管理システムの構築により、規制要件を満たしながらクラウド移行を実現しています。

EBS Block Expressの標準化がもたらすインパクト

2025年4月30日以降、すべてのio2ボリュームがBlock Express仕様に統一されます。これは単なる仕様変更ではなく、ストレージアーキテクチャの根本的な進化を意味します。

Block Expressの主要な改善点を整理すると以下のようになります。

表 io2 Block Express仕様の進化

この性能向上は、「SRD（Scalable Reliable Datagram）」技術の採用によって実現されています。SRDはNitro Systemの一部として動作し、ネットワーク経由のストレージアクセスにおいて、ローカルNVMeに匹敵する低レイテンシを実現します。

実務における選定戦略の再構築

インスタンス選定の新しいフレームワーク

800種類を超えるインスタンスから最適な選択をすることは、もはや人力では困難です。AWS Compute OptimizerやEC2 Instance Selectorといったツールの活用が必須となっています。

効果的な選定プロセスは以下のステップで構成されます。

1. ワークロード特性の定量化（CPU使用率、メモリ使用量、I/O頻度の測定）
2. Compute Optimizerによる初期推奨の取得
3. Instance Selectorを用いた詳細なフィルタリング
4. コスト最適化の観点からGraviton4世代の適用可能性を検証
5. 段階的な移行計画の策定とテスト環境での検証

このプロセスで重要なのは、「現在のワークロード」だけでなく、「将来のスケーラビリティ」も考慮することです。例えば、現時点ではM7i.largeで十分でも、1年後の成長を見込むとM8g.xlargeの方が総コストで有利になるケースがあります。

帯域設計の落とし穴と対策

インスタンス選定でよくある誤解が「EBS帯域」です。「EBS 100Gbps」という表現を見かけることがありますが、実際の最大値はR8iやX2iednで80Gbpsです。100Gbpsという数値は主にネットワーク帯域の文脈で使用されます。

Instance Bandwidth Configuration（IBC）を活用すれば、EBSとVPCネットワークの帯域配分を動的に調整できます。例えば、バックアップ処理中はEBSに帯域を多く割り当て、通常時はネットワークを優先するといった柔軟な運用が可能です。

コスト最適化の実践的アプローチ

コスト最適化において見落とされがちな観点があります。それは「ライセンスコスト」と「運用コスト」の総合評価です。

実際のプロジェクトで遭遇した事例を紹介します。あるクライアントでは、Oracleデータベースを動かすために高価なx86インスタンスを使用していましたが、アプリケーション層をGraviton4に移行することで、データベースインスタンスのサイズダウンが可能になり、結果的に総コストを40%削減できました。

このようなアーキテクチャレベルの最適化には以下の視点が重要です。

• アプリケーション層とデータ層の分離による柔軟な最適化
• ライセンス制約のあるコンポーネントの最小化
• マネージドサービスとの組み合わせによる運用負荷軽減

将来を見据えたインスタンス戦略

2025年以降のトレンド予測

現在のEC2の進化速度を見ると、2025年後半にはさらなる革新が期待されます。特に注目すべきトレンドは以下の通りです。

第一に、「Graviton5」世代の登場が予想されます。現在のGraviton4の成功を考えると、さらなる性能向上と電力効率の改善が期待できます。特に、AIワークロード向けの専用アクセラレータを統合した「Graviton-AI」のような派生型が登場する可能性もあります。

第二に、「エッジコンピューティング」との統合が進むでしょう。AWS OutpostsやLocal Zonesの拡張により、EC2インスタンスの選定においても、レイテンシ要件に応じた地理的配置が重要な要素となります。

第三に、「サステナビリティ」が選定基準の一つになります。すでに多くの企業がカーボンニュートラルを目標に掲げており、電力効率の高いインスタンス選定が企業のESG戦略の一部となっています。

移行戦略の実践的ガイドライン

既存システムから最新インスタンスへの移行には、慎重な計画が必要です。特に本番環境の移行では、以下のアプローチが有効です。

段階的移行の推奨ステップは次の通りです。

1. 開発環境での新インスタンスタイプの検証（最低2週間）
2. ステージング環境での負荷テストと性能評価
3. 本番環境の一部トラフィックを新インスタンスに振り分け
4. メトリクスの継続的モニタリングと調整
5. 完全移行と旧インスタンスの段階的廃止

この過程で重要なのは、「ロールバック計画」を常に準備しておくことです。新インスタンスで予期しない問題が発生した場合、速やかに元の構成に戻せる体制が不可欠です。

まとめ：選定の本質を見極める

EC2インスタンスが800種類を超えた今、選定において最も重要なのは「選択肢の多さに惑わされない」ことです。Graviton4世代の登場やio2 Block Expressの標準化は確かに革新的ですが、すべてのワークロードに最新技術が最適とは限りません。

実務経験から言えることは、インスタンス選定は「技術的な最適解」と「ビジネス的な最適解」のバランスを取ることだということです。最新のR8gインスタンスが技術的に優れていても、既存システムとの互換性やチームのスキルセットを考慮すると、M7i-Flexの方が総合的に優れている場合もあります。

引用：Amazon EC2 Instance Selector "With over 800 instance types to choose from"という記載が示すように、選択肢の多さは機会であると同時に課題でもあります。

最後に、EC2インスタンス選定は一度きりの作業ではなく、継続的な最適化プロセスであることを強調しておきます。Compute OptimizerやCost Explorerを活用した定期的な見直しにより、常に最適な構成を維持することが、クラウドネイティブ時代の競争力の源泉となると感じています。